JPS63251805A - エンジンの状態別適応制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車のエンジン制御装置内の計算機が機能する
制御方式の適応修正やマツチング（適合）に好適な制御
方式とプログラムの構成に関する。

〔従来の技術〕

従来のエンジン制御装置内のプログラム構成は、システ
ムと制御、２４巻、５号、第３０６頁から第３１２頁に
記載のように、アクチュエータであるインジェクタ（燃
料噴射器）と点火時期制御装置に、新しい観測情報に基
づく計算結果を周期的に与えるだけであった。アイドル
回転数制御だけが独立の機能プログラムとなっているに
すぎなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、各時点の観測値に基づいて制御する
だけで、車やエンジンの時間経過を評価したり、運転の
状態分けはしていなかった。このため、“加速状態から
減速状雇人″′などという遷移状態における制御性、ひ
いては乗心地や運転性に問題があった。

また、プログラムのマツチング（適合作業）に多くの時
間を費やしていた。

本発明は、あらゆる運転状態でも快適な運転ができ、し
かも各運転状態ならびにその遷移過程で制御方式の改善
が車毎または運転者毎にできる制御方式を提供すること
を目的とする。

に制御方式のパラメータを調整することと、状態間の遷
移において、両パラメータの結合度合の時間経過を調整
することにより、達成される。

〔作用〕

車の運転状態は、（１）定速、（２）加速、（３）減速
、（４）アイドル回転の４種類に分類できる。４状態間
で可能な遷移は、第１表の遷移マトリックスにおける０
印で示される。

第　　１　　表 計算機は、アクセルペダル角、ブレーキペダル角、エン
ジン回転数、車速より、車の４状態を弁別し、各状態の
制御を実行する。制御結果は、排気ガスセンサで空燃比
を計測し、計測値と各状態での目標空燃比を比較するこ
とにより評価する（計算上は空燃比の代りに混合比を用
いる）。両者の差の大きい場合は、各状態の混合比補正
係数を適応的に修正更新する。

運転状態の遷移に当っての両運転状態の混合比補正係数
の切り換え方は、遷移毎にそれに適した方式を採るとと
もに、それに含まれるパラメータ。

を適応的に修正更新する。

車の運転状態は、車の状態と運転者の意思とにより、判
別分類できる。その分類に対応する４種類の制御方式は
、第４図の国〜口のようになる。

車の状態は停っているか、あるいは動いているかで大別
される。運転者の意思はブレーキペダルを踏んでいるか
、 ブレーキペダルもアクセスペダルも踏んでいないか、ア
クセスペダルを踏み込んでいるか、止めているか、ある
いは戻しているかの５ｍ類の状態で判別できる。また停
車中には、トルク伝達機構を接続するか、切断するかで
、状態が細分化される。

トルク伝達機構がオン（接続）でアクセスペダルが踏み
込まれたときには、加速要求に対する制御を実施する。

走行中にアクセスペダルを戻し、ブレーキペダルを踏む
間は減速の制御を実施する。

そのとき、アイドルスイッチがＯＮで回転数が高すぎる
場合には、フューエルカット制御を行う。

フューエルカット制御は、減速制御に包含される一つの
機能である。

走行状態にあって、加速でも減速でもない場合には、空
燃比を所望の値に保っ空燃比制御を行なう。

トルク伝達機構がオフのときは、アイドル回転数制御に
より、エンジン回転数を目標値に維持する制御が働く、
このとき、アクセスペダルが踏まれると、空吹しの状態
ではあるが、上記の空燃比制御に移行する。アイドル回
転数制御の中でも、空燃比を制御することもあるが、こ
れはマイナー制御と考え、上記空燃比制御とは区別する
。

上記のような状態分けを行い、各状態と各遷移で適応修
正をする方法は、車の利用者の多様な要求とそれに応じ
る新しい技術の導入に段階的に対応するのに好適である
。それは、設計開発者ならびに制御方式のマツチング（
パラメータ調整）をする人にとって゛、必要な分類の制
御方式のところだけを理解すればよいことと、コンピュ
ータのプログラムの修正も一部のモジュールの修正で済
むなどの利点がある。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は、エンジン制御用プログラムの構成を示す。エ
ンジン１は、燃料噴射装置２により燃料が供給され、点
火時期制御装置３により点火時期が調整される。制御用
プログラムは、状態判別部４と、経歴判定部５、混合比
補正係数決定部６と、状態判別結果に応じて選ばれる空
燃比制御部８゜加速制御部９．減速制御部１０．アイド
ル回転数制御部１１の４種類及び出力部１２から構成さ
れる。

状態判別部４では、車の状態を車速Ｖとエンジン回転数
Ｎにより検出し、運転者の意思をアクセスペダル角Ｏａ
Ｃとブレーキペダル角θｂｒにより検出する（Ｏｂｒは
、所定角度でオン／オフする接点機構からなるストップ
スイッチで代用もできる）。

検出結果に基づいて、運転状態を判定する０判定結果に
よって４種の制御部８〜１１のうちの一つを選び、燃料
噴射量を点火時期を計算する。計算１１結果は出力部１
２を介して、燃料噴射制御装置８！２と点火時期制御装
置３に出力される。経歴判定部５では今回、状態判別部
４で判定された制御状態が過去中数回（具体的にはｎ（
Ｑ、ｍ）回）の間変っていないかどうかを、経歴ファイ
ル５の蓄積結果と比較して判定する６判定は、（１）同
一状態が継続中、（２）状Ｓ遷移中の２種類に分ける。

以下では、燃料噴射量計算を中心に述べる０点火時期計
算は各制御部で噴射量計算の結果に応じて行われる。

混合比補正係数決定部６では、上記の状態判定結果に応
じて混合比補正係数ｋＭＲを算出し、ｋＭＲを各制御部
に送る。

一方、この混合比補正係数ｋＭＲを用いた計算に基づく
燃焼結果が、目標通りの混合比ＲＴＲ（Ｑ。

Ｇａ、Ｎ）であったかどうかは、燃焼排ガスをリニア酸
素センサ（ワイドレンジ空燃比センサ）１３で測定する
ことにより判定できる。測定された空気過剰率λ（＝空
燃比／理論空燃比）と目標混合比（燃空比）とを比較し
、その結果を混合比適応係数ｋ　（Ｑ）として求め、経
歴ファイル７に格納することにより、次回以降の同じ制
御状態での噴射量計算に利用することができる。

制御状態の遷移を図示すると、第２図のようになる。車
の停止状態はアイドル回転数制御であり。

定速走行の状態は空燃比制御が対応する。過渡状態は、
加速制御と減速制御が対応する。車の制御の中には、フ
ューエルカット（ＦＣ）制御もあるが、状態遷移として
は、減速制御の中に含める。

ＦＣ制御は、減速制御の中から始まり、終ると減速制御
に戻る。ＦＣ制御から加速制御に移る場合も遷移的には
減速制御の論理を経由する。

吹上のこ左を、計算機プログラムのフローチャートとし
て表わすと、第３図のようになる。第３図では、プログ
ラムとしては３個（（ａ）、（ｂ）。

（Ｃ））以上のタスク（プログラムの処理単位）に分け
て、エンジンの回転との同期をとりながら、処理される
。

混合比補正係数決定部６では、経歴判定部５での計算結
果などを経歴ファイル７より読出し、混合比補正係数ｋ
ｘＲを次のように算出する。ブロック３０１で初期値を
入力後、ブロック３０２で次の（１）か（２）かを判定
する。

（１）同一状態が継続中の場合、ブロック３０３で次式
を計算する。

ｋＭｎ＝ｋ　　（Ｑ）　　ｋ丁＊　　（（１，Ｇａ−Ｎ
）　　　　−（１）ここで、ｋ　（Ｑ）は制御状態（Ｑ
）の混合比適応係数、ｋｔＲ（Ｑ、Ｇａ、Ｎ）は制御状
態（Ｑ）、空気質量流量Ｇａとエンジン回転数Ｎで定ま
る混合比目標係数である。

（２）状態遷移中の場合（ｍから塁へ）、ブロック３０
４で次式を計算する。

・・・（２） ここで、ｉは状態遷移が始まってからの爆発回数、ｉ＝
１〜ｎ　（ｆｆ、ｍ）、ｎ　（Ｑ＋　ｍ）は、状態Ｑか
ら状態ｍへの遷移過程で平滑化を行う爆発回数である＊
　ｎ　（Ｑ、ｍ）は、制御装置のマツチング中に調整し
得る変数である。

各制御部では、それぞれの固有の処理の記述を省略する
と、燃料噴射量Ｇｔは次式を、ブロック３０５で計算し
て求められる。

Ｇｔ＝　ｋＭＲ−Ｍ　Ｒ−Ｇ　ｎ　　　　　　　　・＝
（３）ここで、ＭＲは理論混合比である。

出力部１２では、この０１を噴射弁開度時間ＴＩに変換
し出力する。

混合比適応係数更新部１４では、リニア酸素センサで測
定された空気過剰率λ＾と燃料噴射計算を用いた混合比
目標係数ｋｔＲ（Ｑ、Ｇａ、Ｎ）とから、ブロック３０
６で混合比適応係数観測値に＾を次のように算出する。

観測値に＾には、計測ノイズや計算誤差が含まれる恐れ
があり、観測情報の中から再現性のある情報を抽出する
ために、ブロック３０７で次の平、層化処理を行なう。

ｋ（１１）＝に・（Ｑ）＋α（ｋ＾−に・（Ｑ））ここ
で、に＊（Ｑ）は前回の計算値であり、αは平滑ゲイン
（０＜αく１）である。

ブロック３０８では、このｋ　（Ｑ）を経歴ファイル７
に格納する。

（発明の効果〕 本発明によれば、車の状態と運転者の意思を待時刻々迅
速に検出し、その結果に応じて採るべき制御方式を的確
に決定できるので、運転性の向上、エンジン性能の有効
活用、車種毎に異なるエンジン性能にマツチした制御方
式の迅速な開発、制御方式の開発と同ソフトウェアの生
産性の向上の効果がある。

さらに具体的には、各運転状態と状態遷移間で常に空燃
比を所望の値に保持できるので、排気ガス特性の変動が
少なくなり、燃費も向上する。また、空燃比変動に伴な
うトルク変動や車体振動がなくなり、運転性と乗り心地
が改善する。

運転者の好みに応じるための品揃えとしては、各運転状
態で適切な混合比目標係数ｋＴＲ゛（ＱｙＧａ、Ｎ）が
選択できるので、従来以上の運転性のよい車、あるいは
経済性に優れた車とすることができ、運転者の個性化に
対応できる。

エンジン制御装置のマツチングのときに、上記（２）式
のｎ（Ｑ、ｍ）を遷移毎に個別に調整することにより、
状ｍ遷移過程における車の運転性や乗心地をよくするこ
とができるとともに、マツチング工数を低減することが
できる０例えば、加速制御への遷移の場合にはｎ　（Ｑ
ｔ　ｍ）＝１とすることにより運転の滑らかさを犠牲に
してでも、応答性をよくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図はエンジン
の制御状態と状態間の遷移を表わす状態遷移図、第３図
は混合比の適応修正に関するフローチャート、第４図は
制御方式の分類例を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．車のエンジン制御装置に含まれる計算機のプログラ
   ムで実現される制御機能を、運転状態によつて判別し、
   判別された各制御機能での適応修正と、制御機能間の遷
   移過程での適応修正を行うことを特徴とするエンジンの
   状態別適応制御方式。
2. ２．上記各制御機能の適応修正では、目標混合比に対す
   る補正係数を更新し、上記遷移過程の適応修正では、遷
   移前後の二つの上記補正係数の経時的な合成率を更新す
   ることを特徴とする第１項のエンジンの状態別適応制御
   方式。
3. ３．上記制御機能は空燃比制御，加速制御，減速制御お
   よびアイドル回転数制御を含むことを特徴とする第１項
   のエンジンの状態別適応制御方式。